地層彈性波信道的單通道盲源分離算法研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-08 10:12
本課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于連續(xù)震源的地層反射式槽波精細(xì)探測理論研究”。在源信號(hào)及地層彈性波信道信息未知的情況下,僅通過接收端一個(gè)檢波器接收觀測信號(hào),并從單一的觀測信號(hào)中分離出源信號(hào)。本課題旨在研究適用于地層彈性波信道的單通道盲源分離算法。在分析彈性波信號(hào)在地層彈性波信道中傳輸特性的基礎(chǔ)上,明確了設(shè)計(jì)地層彈性波信道盲源分離算法需要克服單一觀測信號(hào),源信號(hào)衰減嚴(yán)重等困難。對(duì)基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解-主成分分析-快速獨(dú)立分量分析(EEMD-PCA-FastICA)的虛擬多通道盲源分離算法進(jìn)行改進(jìn),將改進(jìn)前、后算法應(yīng)用于地層彈性波信道的單通道盲源分離中,使用MATLAB進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)。通過比較、分析仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)改進(jìn)算法在處理非周期信號(hào)時(shí)存在算法耗時(shí)改善不明顯、分離效果差的缺點(diǎn)。針對(duì)改進(jìn)算法存在的不足,提出一種基于EEMD--T-PCA-PA-FastICA的單通道盲源分離算法,算法的創(chuàng)新包括以下兩個(gè)方面:1)進(jìn)行了兩次主成分分析(T-PCA),減少了本征模函數(shù)分量個(gè)數(shù),進(jìn)而減少了算法的迭代次數(shù),縮短了算法耗時(shí);2)提出基于帕德近似的快速獨(dú)立分量分析算法(PA-FastICA),彌補(bǔ)...
【文章來源】:山東科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1盲源分離的模型分類??Fig?2.1?The?model?classification?of?blind?source?separation??
2.1盲源分離的數(shù)學(xué)模型??盲源分離理論發(fā)展至今已經(jīng)比較成熟,依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),使用的盲源分離方??法也有所不同,盲源分離的模型分類如圖2.1所示。???、????混合?r-4??信號(hào)??????是否?-??r ̄s?5^??pH線隨分離1??盲源?延時(shí)H?卜????分離一??非線(4盲源分離??模型—??????^^?‘與???? ̄?觀測—一?源信§#^觀?爐號(hào):正定??信號(hào)????關(guān)系J?[源嚴(yán)伸卿齡:雄僅有-^臟號(hào):'??^^???????圖2.1盲源分離的模型分類??Fig?2.1?The?model?classification?of?blind?source?separation??2.1.1線性瞬時(shí)混合模型??線性瞬時(shí)混合模型的混合過程為:源信號(hào);首先經(jīng)過混合矩陣A混合后,??再與噪聲信號(hào)線性疊加得到觀測信號(hào);其分離過程為:觀測信號(hào)通過??分離矩陣W分離出源信號(hào)的估計(jì)信號(hào)汾^。較另外兩種混合模型,線性瞬時(shí)混??合模型是提出最早的盲源分離模型,也是最常見的混合模型,理論體系最成熟,??處理方式更簡單。因此本文研究的盲源分離算法是在該模型下進(jìn)行信號(hào)處理的,??該模型的示意圖如圖2.2所示。?8??
直接求解非線性函數(shù)比較困難,目前主流技術(shù)是先利用線性混合系統(tǒng)??處理源信號(hào),然后通過非線性變換求出觀測信號(hào)。非線性混合模型盲源分離的??流程圖如圖2.3所示:??x(t)氣?線性?L"、?v(t)?|…|?線性?s(t)??混合矩陣a? ̄1?1?r^i?(g)? ̄^分離矩陣w?"??圖2.3盲源分離的非線性混合模型的流程圖??Fig.2.3?The?flow?chart?of?a?nonlinear?hybrid?model?with?blind?source?separation??盲源分離理論發(fā)展至今,線性混合模型雖己成熟,但尚有很多問題需要處??理。由于在非線性混合模型下進(jìn)行信號(hào)的盲源分離十分復(fù)雜,至今尚未出現(xiàn)一??種普遍適用的算法。鑒于此,非線性混合模型下的盲源分離不是本文的研宄重??點(diǎn)。??2.2多通道盲源分離??多通道盲源分離方法是在觀測信號(hào)正定或超定情況下進(jìn)行信號(hào)分離,即觀??測信號(hào)數(shù)目等于或大于源信號(hào)數(shù)目,多通道盲源分離算法如圖2.4所示。??11??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于EEMD的單通道機(jī)械噪聲信號(hào)盲分離[J]. 侯一民,張榮彬. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2017(11)
[2]單通道盲源分離的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 付衛(wèi)紅,周新彪,農(nóng)斌. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]一種新的基于稀疏表示的單通道盲源分離算法[J]. 田元榮,王星,周一鵬. 電子與信息學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的單通道盲源分離算法[J]. 趙知?jiǎng)?黃艷波. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2017(10)
[5]雙/單通道傳導(dǎo)電磁干擾噪聲盲源分離研究[J]. 趙波,趙敏,馬宇明,沈飛. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2016 (05)
[6]單通道下基于盲源分離OFDMA抗干擾算法[J]. 沈雷,胡桃桃,王彥波. 杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[7]單通道盲源分離算法及其在工程機(jī)械振源分析中的應(yīng)用[J]. 于剛,周以齊. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(10)
[8]基于盲源分離的單通道語音增強(qiáng)算法探究[J]. 屈趙燕. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2016(03)
[9]基于EMD的單通道盲源分離跳頻通信抗干擾方法[J]. 齊揚(yáng)陽,于淼. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2016(01)
[10]抑制邊緣效應(yīng)的自適應(yīng)單通道盲源分離[J]. 吳龍華,朱嘉鋼,陸曉. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(14)
碩士論文
[1]單通道通信信號(hào)的盲源分離算法研究[D]. 劉琳芝.蘭州理工大學(xué) 2014
[2]通信信號(hào)的單通道盲分離技術(shù)研究[D]. 孫慶瑞.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]獨(dú)立分量分析在地震勘探中的應(yīng)用研究[D]. 王維強(qiáng).中國石油大學(xué)(華東) 2012
[4]基于盲源分離的地震信號(hào)處理方法研究及應(yīng)用[D]. 李建鋒.中國石油大學(xué)(華東) 2012
本文編號(hào):2904920
【文章來源】:山東科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1盲源分離的模型分類??Fig?2.1?The?model?classification?of?blind?source?separation??
2.1盲源分離的數(shù)學(xué)模型??盲源分離理論發(fā)展至今已經(jīng)比較成熟,依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),使用的盲源分離方??法也有所不同,盲源分離的模型分類如圖2.1所示。???、????混合?r-4??信號(hào)??????是否?-??r ̄s?5^??pH線隨分離1??盲源?延時(shí)H?卜????分離一??非線(4盲源分離??模型—??????^^?‘與???? ̄?觀測—一?源信§#^觀?爐號(hào):正定??信號(hào)????關(guān)系J?[源嚴(yán)伸卿齡:雄僅有-^臟號(hào):'??^^???????圖2.1盲源分離的模型分類??Fig?2.1?The?model?classification?of?blind?source?separation??2.1.1線性瞬時(shí)混合模型??線性瞬時(shí)混合模型的混合過程為:源信號(hào);首先經(jīng)過混合矩陣A混合后,??再與噪聲信號(hào)線性疊加得到觀測信號(hào);其分離過程為:觀測信號(hào)通過??分離矩陣W分離出源信號(hào)的估計(jì)信號(hào)汾^。較另外兩種混合模型,線性瞬時(shí)混??合模型是提出最早的盲源分離模型,也是最常見的混合模型,理論體系最成熟,??處理方式更簡單。因此本文研究的盲源分離算法是在該模型下進(jìn)行信號(hào)處理的,??該模型的示意圖如圖2.2所示。?8??
直接求解非線性函數(shù)比較困難,目前主流技術(shù)是先利用線性混合系統(tǒng)??處理源信號(hào),然后通過非線性變換求出觀測信號(hào)。非線性混合模型盲源分離的??流程圖如圖2.3所示:??x(t)氣?線性?L"、?v(t)?|…|?線性?s(t)??混合矩陣a? ̄1?1?r^i?(g)? ̄^分離矩陣w?"??圖2.3盲源分離的非線性混合模型的流程圖??Fig.2.3?The?flow?chart?of?a?nonlinear?hybrid?model?with?blind?source?separation??盲源分離理論發(fā)展至今,線性混合模型雖己成熟,但尚有很多問題需要處??理。由于在非線性混合模型下進(jìn)行信號(hào)的盲源分離十分復(fù)雜,至今尚未出現(xiàn)一??種普遍適用的算法。鑒于此,非線性混合模型下的盲源分離不是本文的研宄重??點(diǎn)。??2.2多通道盲源分離??多通道盲源分離方法是在觀測信號(hào)正定或超定情況下進(jìn)行信號(hào)分離,即觀??測信號(hào)數(shù)目等于或大于源信號(hào)數(shù)目,多通道盲源分離算法如圖2.4所示。??11??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于EEMD的單通道機(jī)械噪聲信號(hào)盲分離[J]. 侯一民,張榮彬. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2017(11)
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[3]一種新的基于稀疏表示的單通道盲源分離算法[J]. 田元榮,王星,周一鵬. 電子與信息學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的單通道盲源分離算法[J]. 趙知?jiǎng)?黃艷波. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2017(10)
[5]雙/單通道傳導(dǎo)電磁干擾噪聲盲源分離研究[J]. 趙波,趙敏,馬宇明,沈飛. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2016 (05)
[6]單通道下基于盲源分離OFDMA抗干擾算法[J]. 沈雷,胡桃桃,王彥波. 杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[7]單通道盲源分離算法及其在工程機(jī)械振源分析中的應(yīng)用[J]. 于剛,周以齊. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(10)
[8]基于盲源分離的單通道語音增強(qiáng)算法探究[J]. 屈趙燕. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2016(03)
[9]基于EMD的單通道盲源分離跳頻通信抗干擾方法[J]. 齊揚(yáng)陽,于淼. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2016(01)
[10]抑制邊緣效應(yīng)的自適應(yīng)單通道盲源分離[J]. 吳龍華,朱嘉鋼,陸曉. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(14)
碩士論文
[1]單通道通信信號(hào)的盲源分離算法研究[D]. 劉琳芝.蘭州理工大學(xué) 2014
[2]通信信號(hào)的單通道盲分離技術(shù)研究[D]. 孫慶瑞.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]獨(dú)立分量分析在地震勘探中的應(yīng)用研究[D]. 王維強(qiáng).中國石油大學(xué)(華東) 2012
[4]基于盲源分離的地震信號(hào)處理方法研究及應(yīng)用[D]. 李建鋒.中國石油大學(xué)(華東) 2012
本文編號(hào):2904920
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/wltx/2904920.html
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